JP2007296523A - Apparatus for crushing and classification - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周囲と装置内部領域との間に回転貫通部を有していない、閉鎖された構造形式の、方法技術的な機械のための装置に関する。この場合、相応にカプセル化されていて磁気軸受スピンドル駆動装置を備えた機械、特にミル及び分級機の使用が挙げられる。磁気軸受スピンドル駆動装置は、磁気軸受スピンドルハウジングを分解する必要なしに、磁気軸受スピンドル軸を引き出せるように構成されており、これによって簡単かつ迅速な工具交換及び徹底的な清浄を行うことができる。 The present invention relates to a device for a method-technical machine in the form of a closed construction, which does not have a rotary penetration between the surroundings and the inner region of the device. In this case, mention may be made of the use of machines, in particular mills and classifiers, correspondingly encapsulated and equipped with magnetic bearing spindle drives. The magnetic bearing spindle drive is configured to allow the magnetic bearing spindle shaft to be withdrawn without having to disassemble the magnetic bearing spindle housing, thereby allowing simple and quick tool change and thorough cleaning.
EP1300195A1には、グローブボックス内において運転される粉体処理装置が開示されている。この公知の構成では機械の作業室及び工具は、グローブボックスの内部領域に配置され、かつ機械の軸受及び駆動装置は、グローブボックスの外側に配置されている。機械の軸は、グローブボックスの外側から回転貫通部を介して機械の作業室内にまで達し、そこで相応な工具を受容している。物質が作業室から軸受もしくは周囲に達すること又はその逆に移動することを回避するために、軸のシールは、2つのすすぎ間隙の形で行われており、この場合一方のすすぎ間隙は作業室と中間室とを分離し、他方のすすぎ間隙は中間室を周囲から隔てている。 EP 1300195A1 discloses a powder processing apparatus operated in a glove box. In this known arrangement, the machine working chamber and tools are arranged in the inner region of the glove box, and the machine bearings and drive are arranged outside the glove box. The shaft of the machine reaches from the outside of the glove box to the working chamber of the machine via the rotary penetration, where it receives the corresponding tool. In order to avoid material moving from the working chamber to the bearing or the surroundings or vice versa, the shaft seal is made in the form of two rinsing gaps, in which one rinsing gap is the working chamber. And the intermediate chamber are separated, and the other rinse gap separates the intermediate chamber from the surroundings.
磁気軸受又は磁気軸受スピンドル駆動装置を備えた機械が公知である。WO99/19070A1には、相応な駆動装置を備えたリファイナもしくは精砕機が記載されている。このリファイナは、リファイナエレメントを備えた軸と相補形状のステータエレメントとから成るロータを有しており、これらは回転するエレメントと一緒に間隙を形成しており、この間隙においてスラリ(Aufschlaemmung)が処理される。ロータの軸は磁気軸受によって保持され、これらの磁気軸受は同時に、軸方向及び半径方向における軸の位置を規定している。軸方向における軸の支承及び位置決めのために、軸は円板形の拡大部を有している。この拡大部の前後に、磁気軸受は軸方向の作用方向をもって配置されている。軸方向における軸の位置決めの他に、粉砕間隙の調節が可能になる。
ゆえに本発明の課題は、ミル又は分級機のような方法技術的な機械から成る装置のためのコンセプトであって、クリーンルーム運転、グローブボックス運転、SIP運転又はCIP運転及びこれらの組合せにおけるすべての要求に対応し、この際に製品室と周囲との間に回転貫通部を有していないコンセプトを提供することである。 The object of the present invention is therefore a concept for a device consisting of a process-technical machine such as a mill or a classifier, all requirements in clean room operation, glove box operation, SIP operation or CIP operation and combinations thereof. In this case, it is to provide a concept that does not have a rotary penetration between the product chamber and the surroundings.
本発明の別の課題は、作業室内への不純物の侵入及び作業室からの製品の侵出を阻止することができる、磁気軸受スピンドル駆動装置を備えた方法技術的な機械を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method-technical machine with a magnetic bearing spindle drive that can prevent the intrusion of impurities into the working chamber and the exudation of products from the working chamber. .
この課題を解決するために本発明の構成では、少なくとも1つのミル又は分級機から成る装置であって、作業室内において回転する作業部分と、軸受装置と、駆動装置と、すべての装置構成部材に共通な外部に向かってシール作用を有するカプセル体とが設けられている形式のものにおいて、すべての装置構成部材に共通の外部に向かってシール作用を有するカプセル体が、回転貫通部を有しておらず、回転する作業部分が磁気軸受スピンドル駆動装置によって支承されかつ駆動されるようにした。 In order to solve this problem, the configuration of the present invention is an apparatus comprising at least one mill or classifier, and includes a working portion that rotates in a working chamber, a bearing device, a drive device, and all device components. In a type in which a capsule body having a sealing action toward the outside is provided, the capsule body having a sealing action toward the outside that is common to all device components has a rotation penetrating portion. Instead, the rotating working part was supported and driven by a magnetic bearing spindle drive.
製薬工業における装置もしくは設備の運転に対しては、高い要求が課せられる。例えば外部からの製品汚染及び装置の構成部材による製品汚染は、最小になされるもしくは回避されることが望まれている。さらに運転者もしくはオペレータは、製造される効果の高い物質との接触から可能な限り保護されねばならない。また、残留物のない装置清浄のできることが望まれており、装置、特に機械は、SIP及びCIP運転用に構成されていることが望まれている。 High demands are placed on the operation of equipment or equipment in the pharmaceutical industry. For example, external product contamination and product contamination by equipment components are desired to be minimized or avoided. In addition, the operator or operator must be protected as much as possible from contact with highly effective substances to be produced. It is also desirable to be able to clean the equipment without residue, and it is desirable that the equipment, particularly the machine, be configured for SIP and CIP operation.
このことは本発明による装置もしくは設備では、装置の外側領域への回転貫通部が必要ない駆動コンセプトが選択されることによって、達成される。このような装置は、特にミル又は分級機のような異なった機能を有する方法技術的な機械から成っている。装置の、外方に向かってシールするカプセルは、通常、機械ハウジング、工具受容のためのハウジング、回転部分を有しない装置、容器、管路及び、静的なシール部材を備えた結合エレメントから成っている。このような系は、周囲に対してシールされており、さらにまた軸受装置及び駆動装置のような構成部材に対してもシールされている。材料及び製品はロックゲートを介して供給・搬出される。 This is achieved in the device or installation according to the invention by selecting a drive concept that does not require a rotary penetration to the outer region of the device. Such a device consists of a method-technical machine with different functions, in particular a mill or a classifier. The outwardly sealing capsule of the device usually consists of a mechanical housing, a housing for receiving a tool, a device without rotating parts, a container, a conduit and a coupling element with a static sealing member. ing. Such systems are sealed to the environment and are also sealed to components such as bearing devices and drive devices. Materials and products are supplied and unloaded via a lock gate.
本発明による装置では、公知の機械とは異なり、磁気軸受スピンドルハウジング内壁がライニングされていて、磁気軸受スピンドル軸が取り囲まれており、これによって、ライニングもしくはジャケットの下に位置する磁気軸受スピンドル駆動装置の構成部材は、磁気軸受スピンドルハウジングにおける軸の作業室に対してシールされている。医薬品製造において、そのために有利に薬品に適したプラスチック又は高級鋼が使用される。磁気軸受スピンドルハウジングのライニングは、軸受及びモータの構成部材を軸の作業室に対してシールする間隙管を有している。軸における対応構成部材は、ジャケットを用いて作業室に対してシールされる。間隙管はこれによってまた製品と接触する領域を周囲からシールする。本発明による装置はこれによって周囲と製品に接触する領域との間に、例えばミルからの製品搬出を引き起こす可能性のある回転貫通部を有していない。本発明の別の構成では間隙室がミルの作業室から間隙すすぎ(Spaltspuelung)によって隔てられる。この間隙すすぎは、間隙室への製品の侵入を阻止するという課題を担っている。 In the device according to the invention, unlike the known machines, the inner wall of the magnetic bearing spindle housing is lined and surrounds the magnetic bearing spindle shaft, so that the magnetic bearing spindle drive located under the lining or jacket These components are sealed against the working chamber of the shaft in the magnetic bearing spindle housing. In the manufacture of pharmaceuticals, plastics or high-grade steels suitable for the drug are therefore preferably used. The lining of the magnetic bearing spindle housing has a gap tube that seals the bearing and motor components against the working chamber of the shaft. The corresponding component on the shaft is sealed to the working chamber using a jacket. The gap tube thereby also seals the area in contact with the product from the surroundings. The device according to the invention thereby does not have a rotary penetration between the surroundings and the area in contact with the product, which can cause, for example, product removal from the mill. In another configuration of the invention, the gap chamber is separated from the mill's working chamber by a gap rinse. This gap rinsing has the problem of preventing the product from entering the gap chamber.
ミル又は分級機のような本発明による方法技術的な機械は、機械ハウジングの開放によって、分級ホイール又はミルディスクのような回転する作業部分を備えた、製品と接触する領域が開放されることによって傑出している。磁気軸受スピンドル軸と工具とは1つのユニットを形成している。磁気軸受スピンドル軸は先細に形成されていて、工具側にその最大直径を有している。ラジアル軸受及びモータはケーシング内において軸に対して同心的に配置されている。すべての構成部材及び対応構成部材はリング状に形成されている。磁気軸受スピンドル軸における軸受及びモータの対応構成部材は、モータ及び軸受の作用領域に配置されている。このように構成されていると、磁気軸受スピンドル軸を作業部分と一緒に軸受ハウジングから引き出すことが可能になる。これにより軸及び作業部分は機械の外において清浄することができる。同様に、製品と接触する作業室領域もまた徹底的に清浄することができ、この際に作業部分が清浄の邪魔になったり、又は製品が作業部分と作業室壁との間に残ったりすることはなくなる。工具交換のためには、軸と作業部分とから成るロータ全体を交換することができ、これによりメンテナンスにかかる時間を最短にすることができる。 The process-technical machine according to the invention, such as a mill or a classifier, opens the area in contact with the product with a rotating working part, such as a classification wheel or a mill disc, by opening the machine housing. It is outstanding. The magnetic bearing spindle shaft and the tool form a unit. The magnetic bearing spindle shaft is tapered and has its maximum diameter on the tool side. The radial bearing and the motor are arranged concentrically with respect to the shaft in the casing. All the constituent members and the corresponding constituent members are formed in a ring shape. The corresponding components of the bearing and the motor in the magnetic bearing spindle shaft are arranged in the operating area of the motor and the bearing. With this construction, the magnetic bearing spindle shaft can be pulled out of the bearing housing together with the working part. This allows the shaft and working part to be cleaned outside the machine. Similarly, the work chamber area in contact with the product can also be thoroughly cleaned, with the work part interfering with cleaning or the product remaining between the work part and the work room wall. Things will disappear. In order to change the tool, the entire rotor composed of the shaft and the working part can be changed, thereby minimizing the time required for maintenance.
次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、粉砕兼分級装置が略示されており、この粉砕兼分級装置は下記の構成部材つまりミル1と動的な分級機2と混合機4と回転弁5とファン6と調量スクリュ3とを備えており、この調量スクリュ3は外側に向かってシール作用を有する供給容器とシール作用を有する製品容器とを断続的な運転(バッチ・プロセス)のために有している。この粉砕兼分級装置は、すべての構成部材を一緒にまとめて外部に向かってシールするカプセル(Huelle)を有している。この粉砕兼分級装置は例えば、図示されていないグローブボックス内に組み込まれていてもよい。
FIG. 1 schematically shows a pulverizing / classifying device. The pulverizing / classifying device includes the following components: a
装置の運転のために、ここではカプセル化された磁気軸受スピンドル駆動装置が使用されている。これらの磁気軸受スピンドル駆動装置は、軸のような個々の機械エレメントのための回転貫通部を有していない。これによって、製品の交換及び/又は周囲と製品室との間における汚染を回避するための、クリーンルームの外部に位置する駆動装置と内部に位置する機械構成部材との間における高価な軸受すすぎ系(Lagerspuelsysteme)を省くことができる。 For the operation of the device, an encapsulated magnetic bearing spindle drive is used here. These magnetic bearing spindle drives do not have rotating penetrations for individual machine elements such as shafts. Thereby, an expensive bearing rinse system between the drive unit located outside the clean room and the machine components located inside to avoid product exchange and / or contamination between the surroundings and the product room ( Lagerspuelsysteme) can be omitted.
図2には、図1に示された装置の一部が拡大して示されている。磁気軸受スピンドル駆動装置は、方法技術的な機械の工具7の軸受安定化8及び回転9のためのエネルギ供給のために働き、これは、外部に向かってシール作用を有する共通のカプセル10と間隙11とによって、工具のエネルギ受容部分12に対して行われる。外部に向かってシール作用を有する共通のカプセル10は、通常、製品に接触する作業室14を形成する機械ハウジング13と、工具のエネルギ受容部分12によって間隙室16を画成する、工具受容のためのハウジング15と、容器のような回転しない部分を有する装置と、静的なシール18を備えた接続エレメント及び接続管路17とから成っている。連続的な運転のためには、装置の作業剤及び製品はロックゲートを介して供給・排出されることができる。
FIG. 2 is an enlarged view of a part of the apparatus shown in FIG. The magnetic bearing spindle drive serves for the energy supply for the
図3には、CIP及びSIP運転(CIP und SIP-Betrieb)、つまり現場における清浄及び滅菌運転のために使用される、図1に示された装置の一部が拡大して示されている。清浄兼滅菌剤20を供給するために、管路供給部21が室の最高位の位置に取り付けられている。凹設部の最低位の位置には、管路排出部22が取り付けられている。すすぎ管路(Spuelleitung)23はSIP及びCIP運転において清浄、滅菌、乾燥プロセスにおいて一緒に利用されることができる。工具の浮遊状態又はゆっくりとした回転運動はこのプロセスを助成する。
FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the apparatus shown in FIG. 1 used for CIP and SIP operation (CIP und SIP-Betrieb), that is, on-site cleaning and sterilization operations. In order to supply the cleaning and sterilizing agent 20, a
図4には、磁気軸受スピンドル駆動装置を備えたピン型ミル(Stiftmuehle)が示されている。このミルは、入口25と製品搬出部26とを備えたミルハウジング24から成っており、このミルハウジング24は、静的なピン付き円板27を受容している。動的なピン付き円板28は磁気軸受スピンドル軸29によって受容されている。ミルハウジング24と磁気軸受スピンドル駆動装置とは、結合エレメントを介して旋回可能に互いに結合されている。
FIG. 4 shows a pin type mill (Stiftmuehle) equipped with a magnetic bearing spindle drive. The mill comprises a
磁気軸受スピンドル駆動装置は、中間リング31を備えた磁気軸受スピンドルハウジング30から成っており、この磁気軸受スピンドルハウジング30は以下の構成部材、すなわちモータ32と、距離測定系Aを備えたラジアル軸受33と、距離測定系Bを備えたラジアル軸受34と、距離測定系Aを備えたスラスト軸受35と軸方向の距離測定系36と磁気軸受スピンドル軸29とを受容している。磁気軸受スピンドル軸29には、モータの対応構成部材37と軸受の対応構成部材38,39,40と距離測定系の対応構成部材41とが配置されている。軸29は、機械の作業部分、ここでは動的なピン付き円板28を受容している。磁気軸受スピンドル軸29は磁気軸受スピンドルハウジング30内において上に述べた構成部材の中心に配置されている。磁気軸受スピンドル軸29におけるモータ及び軸受の対応構成部材38,37,39は、モータ32とラジアル軸受33,34とスラスト軸受35,42の作用領域に配置されている。磁気軸受スピンドルハウジング30の内輪郭は、磁気軸受スピンドル軸29の外輪郭と共に間隙室42、つまり軸の作業室を形成している。軸は磁気軸受スピンドルハウジング内において無接触式に回転し、運転中に摩擦は生じない。
The magnetic bearing spindle drive device comprises a magnetic
磁気軸受スピンドルハウジング30内には間隙管43がプレス嵌めされている。この間隙管43は有利にはカラー付きポットとして形成されていて、薬剤に対して適宜なプラスチックから製造されている。この間隙管43は、磁気軸受スピンドルハウジング30内におけるモータ32、軸受33,34,35,42及び距離測定系36という構成部材を、磁気軸受スピンドル軸29の作業室42に対してシールしている。間隙管43は選択的に、底部に接続部44を有していて、この接続部44を介して清浄及び/又はすすぎ剤を供給・排出できるように構成されている。
A gap tube 43 is press-fitted in the magnetic
段付けされて又は円錐形に先細に形成された磁気軸受スピンドル軸29の管状のジャケット45は、プレス嵌めでスペーサリング46及び対応構成部材38,37,39を取り囲んでおり、かつ軸段部及び端部キャップ35の縁部と結合されている。ジャケット45は有利には高級鋼から成っている。
The tubular jacket 45 of the magnetic
すすぎ剤供給部48を備えた中間リング31は、磁気軸受スピンドルハウジング30と結合エレメント49を介して連結されており、かつ間隙管43の軸方向及び半径方向の位置を固定している。間隙管43の緊締箇所は肉厚部50として形成されていて、シール及び補強部として働く。肉厚部51は同様に補強部として働く。すすぎ剤供給部48を介して掃気(Spuelluft)が軸方向の間隙52,53内に案内され、これによって製品が、製品接触領域54から磁気軸受スピンドル軸29の作業室内に押し込まれる又はその逆に移動することが阻止される。
The
間隙管43のカラー50に対する対応リング55は、ミルハウジング24においてセンタリングされていて、すすぎ間隙53で、ミルの製品接触領域54に対してシールするように働く。
A corresponding
間隙管43は半径方向における***部56,57を有している。磁気軸受スピンドル駆動装置が機能していない場合には、磁気軸受スピンドル軸29はこれらの***部に接触している。これらの***部56,58,57,59は、損傷時にその作用面が接点として働き、緊急時支持面になるように、寸法設定されている。
The gap tube 43 has raised
図5には、方法技術的な機械のための例として、磁気軸受スピンドル駆動装置を備えたピン型ミルが示されている。このミルは、製品入口25と製品搬出部26とを備えたミルハウジング24から成っている。ミルハウジング24は静的なピン付き円板27を受容しており、この静的なピン付き円板27は、磁気軸受スピンドル軸29における動的なピン付き円板28と共働する。
FIG. 5 shows a pin mill with a magnetic bearing spindle drive as an example for a method-technical machine. The mill includes a
磁気軸受スピンドル駆動装置は磁気軸受スピンドルハウジング30と磁気軸受スピンドル軸29とから成っている。磁気軸受スピンドル軸29は磁気軸受スピンドルハウジング30内において中心に配置されている。磁気軸受スピンドル軸29はその一方の端面において中心に動的なピン付き円板28を受容している。磁気軸受スピンドル軸29は先細に段付けされて構成されており、その結果引出しによって磁気軸受スピンドルハウジング30から取り出すことができ、この際に磁気軸受スピンドルハウジング30を分解すること又は作業部分28を軸29から取り外すことは不要である。
The magnetic bearing spindle drive device comprises a magnetic
図6にはミルが平面図で示されている。磁気軸受スピンドルハウジング30とミルハウジング24とは、外部の軸60を介して互いに結合されている。閉鎖機構(図示せず)が開放されると、ミルハウジング24は側方に離反旋回させられることができ、これによって、粉砕工具28を備えた軸29への接近部が解放される。そして、先細に形成された磁気軸受スピンドル軸29を工具28と一緒に磁気軸受スピンドルハウジング30から取り出すことができる。ミルハウジング24は簡単かつ徹底的に清浄することができる。粉砕工具28は軸29から解離され、清浄又は交換されることができる。軸29及び粉砕工具28はしかしながらまた一体的に製造されていてもよい。
FIG. 6 shows the mill in plan view. The magnetic
本発明は、図面に示されかつ詳説された構成に制限されるものではない。 The present invention is not limited to the arrangement shown in the drawings and detailed.
1 ミル、 2 分級機、 3 調量スクリュ、 4 混合機、 5 回転弁、 6 ファン、 7 方法技術的な機械の工具、 10 カプセル、 12 エネルギ受容部分、 13 機械ハウジング、 15 ハウジング、 16 間隙室、 17 接続管路、 18 シール、 20 清浄兼滅菌剤、 21 管路供給部、 22 管路排出部、 23 すすぎ管路、 24 ミルハウジング、 25 入口、 26 製品搬出部、 27 静的なピン付き円板、 28 動的なピン付き円板、 29 磁気軸受スピンドル軸、 30 磁気軸受スピンドルハウジング、 31 中間リング、 32 モータ、 33 ラジアル軸受、 34 ラジアル軸受、 35 スラスト軸受、 36 軸方向の距離測定系、 37 モータの対応構成部材、 38,39,40 軸受の対応構成部材、 41 距離測定系の対応構成部材、 42 スラスト軸受、 43 間隙管、 44 接続部、 45 ジャケット、 48 すすぎ剤供給部、 49 結合エレメント、 50 肉厚部、 60 軸
1 mil, 2 classifier, 3 metering screw, 4 mixer, 5 rotary valve, 6 fan, 7 method technical machine tool, 10 capsule, 12 energy receiving part, 13 machine housing, 15 housing, 16 gap chamber , 17 connection pipeline, 18 seal, 20 cleaning and sterilizing agent, 21 pipeline supply unit, 22 pipeline discharge unit, 23 rinse pipeline, 24 mil housing, 25 inlet, 26 product delivery unit, 27 with
Claims (9)
すべての装置構成部材に共通の外部に向かってシール作用を有するカプセル体が、回転貫通部を有しておらず、回転する作業部分が磁気軸受スピンドル駆動装置によって支承されかつ駆動されることを特徴とする、粉砕及び分級のための装置。 A device comprising at least one mill or classifier, a working part rotating in a working chamber, a bearing device, a drive device, and a capsule body having a sealing action toward the outside common to all device components In the type that is provided,
The capsule body having a sealing action toward the outside common to all the device constituent members does not have a rotation penetrating portion, and the rotating working portion is supported and driven by a magnetic bearing spindle driving device. An apparatus for crushing and classification.
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